Стекло для изготовления стеклокристаллического цемента для изоляции элементов интегральных схем

Стекло для изготовления стеклокристаллического цемента для изоляции элементов интегральных схем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 948921 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву

3213541/29-33 (22)Заявлено 08.12.80 (21) 3217Q67/29-33

3217068/29-33 с присоединением заявки ¹ (51) М. Кл.

С 03 С 3/22

1Ьаурвретненный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07. 08. 82. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 07.08.82 (53) УД К 666. 112. .9(088,8) !

В.Ç.Петрова, А.И.Ермолаева и Н.И<Кошелев

/ ъ ) "" < Ык

1 Ф, у

Московский институт электронной ге (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) СТЕКЛО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО

ЦЕМЕНТА ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ ИНТЕГPAJlbHblX

СХЕМ

Изобретение относится к составам кристаллизующихся стекол, предназначенных для диэлектрической изоляции элементов кремниевых интегральных схем ИС

Известно кристаллизующееся стекло (1 ) для спаивания с кремнием, включающее, вес.Ф: SIOg 39-46, А1<0> 15

22, Zn0 10-20, ВаО 21-30.

Недостатком данного кристаллизующегося стекла является зависимость степени закристаллизованности и свойств стеклокристаллических покрытий на кремний от дисперсности исходного порошка стекла, что обусловлено поверхностным,. механизмом кристаллизации стекла данного состава.

Наиболее близким к изобретению .. является кристаллизующееся стекло 12)

20 для изоляции элементов ИС, включающее вес.4: S10g - 50 55, А1аО 20-25,.

Ng0 5-10, Т10т 8-12, БгО 5-10.

Недостатком данного кристаллизующе2 гося стекла является повышенная чувствительность значений КЛТР к незначительным колебаниям режимов термообработки, что связано с наличием в закристаллизованном материале нескольких кристаллических фаз, отличающихся значениями КЛТР(— кристобалит, кордиерит, стронциевый анорт- тит, стронциевый осумилит, рутил, и др. ) Отклонение значений КЛТР ситалла от КЛТР кремния затрудняет получение согласованных с кремнием спаев и приводит к деформации кремниевых пластин, возникновению в кремнии внутренних напряжений и дислокаций, и, в конечном итоге, к ухудшению параметров кремниевых приборов и низкому выходу годных ИС и при их производстве. Другим недостатком данного стекла является высокое значение тангенса угла диэлектрических потерь (tg 0 )закристаллизованного материала в области частот 10 -10 Гц

6 (1oo-140) - 1o4.. 489

45

Целью изобретения является получение согласованного спая с кремнием.

Эта цель достигается тем, что стекло для изготовления стеклокристаллического цемента для изоляции элементов интегральных схем, включаю-. щее S10<, Al О, Т10, Sr0 и/или

ВаО, дополнительно содержит один компонент из группы CeG, Sn0, Zr0 при следующем соотношении компонентов, в вес.3:

SiОц» 47-58

А1 О 15-22

Ti0, 6-12

Sr0 и/или

ВаО 3-22 один компонент из группы

Се0,2 0,01-0,5 zo

Sn0 0,5-3

Zr0 0,5 - 3

Исходные компоненты отвешивали в соответствии с заданным составом и тщательно перемешивали в яшмовой ступке. Варку стекол проводят в индукционной печи в платино-радиевом тигле в течение 4 часов при темпе— ратуре 1600 С. Выработку стекол проводят в виде гранулята путем от- зо ливки расплава в дистиллированную воду. Полученный гранулят измельчают в яшмовом барабане на валковой мельнице до удельной поверхности

5000 см: /г.

Покрытия ситалла на кремнии получают следующим образом. Из порошка стекла на изобутиловом спирте готовят пасту сметано-образной 1 консистенции. Тщательно перемешанную пасту наносят методом полива на кремниевые пластины. Диаметр используемых кремниевых пластин составлял 40 мм, толщина - 300 мкм.

21 4

Количество наносимой пасты подбирают опытным путем таким образом,. чтобы получить после оплавления и кристаллизации ситалловый слой толщиной 500 10 мкм. После нанесения слой пасты высушивают на воздухе в течение 1О ч. Оплавление и кристаллизацию покрытий проводят в диффузионной печи марки СДО-125/4 лри о температурах 1180-1240 С в течение

15-59 мин. Время продвижения пластин в зону с максимальной температурой составляло 5-20 секунд. После окончания термообработки пластины выдвигали из печи и охлаждали на воздухе до комнатной температры.

Образцы для измерения КЛТР и диэлектрических характеристик прессовали из порошкообразного стекла. Режимы термообработки образцов для измерения КЛТР и диэлектрических характеристик соответствовали режимам кристаллизации покрытий на кремнии. Яосле термообработки на образцы для измерения диэлектрических характеристик наносили и вжигали при 600 С серебряные электроды. о

Оптимальные режимы кристаллизации покрытий на кремнии для составов стекол приведены в таблице. В таблице приведены также значения КЛТР и диэлектрических характеристик образ.. цов стеклокристаллических материалов, закристаллизованных по режимам соответствующим режимам получения покры тий на кремнии.

Изобретение поясняется конкретными примерами, которые приведены в таблице.

Применение предложенных кристаллизующихся стекол вместо известных позволяет значительно улучшить характеристики кремниевых приборов и повысить выход годных ИС при их производстве.

948921

Ю сО

CD

Ю

СЧ

ОО

3!!Ъ

Ю

СЧ

LA л л . л

СЛ л

CD

СлЪ

Ю

СЧ

С!\

СЧ

СЧ

Ю

С

СЧ

CD

СЧ

Ю

СЧ

Ю

СЧ

Ю

Ю

СЧ

ОО

С!О

ОЪ л

CD

СЧ

CD

ОО! с

333

a Iz o

333 X а а

m x

X

=г

tII

33 X

X X с м

1 ill

Э a I 3= ЛО

X I- X

333 IC!

3- а х

) л

X X с* с so

СО 36 Р !

» С!3

IC! о о

cf an

С 3 3 о

С

aCl !

Ю

33

Сп

1 1

1 I I ! 1 СЧ 1

1 . I

1, 1

1

1 л л .1

1

1 I

1 О 1

° »

I !

31

1

I

I CA

1 . 1 —, 1

1 СО

1 1

1

1

I л

X

С 1, Q

IС!)

333 1

Р

Г

1 I

1

1

1

I

1

0- — -!

1 i

1 ! I

I. -Й

I !

1 д

I

1

I Сл\

1

1

1 1 !

1

1 СЧ

1

1 3

1

1 (I 1

1 1

1 3j 1

3 dl I

1 333 I

I I- 1 о I о.

o ! (I

1

1

1

1

1 !

t

1

I

1

1

1

I

1

I

t

1

1

1

I

1

I

I

1

1

1

1

I

I !

I

1

I !

1

I !

1

I

l

1

I

1 .1

I !

3

1 !

3

3

1 !

Ю

"Р I

-а

СЧ CO 1

СЧ

СЯ ОО 1 СЧ

СЧ

1 1

1 О1 1

1 ° 1

1 1- I

3.С\

% л

С<

СС\

CD ° л

Л О

СО СЧ

О

СЧ Л CD

Ю

Ю

Р Ю

34 Ф о. о о

t1I ° 9

I»

I

1

LA

Ю

СЧ

Р Ъ

СЧ

1

3

I

I

1

1

1

1 !

1

1

I

1

1 !

1

I

1

1

1

I

I

l

t

1 !

1

1 !

I

1

I !

1

I

I

1 !

I

I

1 !

1

1

I

1

1

I

I

1

1 !

I

1 ,1 !

1

t

1 !

1

I !

I

I !

С.Э!

" о

О О е» -CD ъ ОО3 Cf 0- I СО

I-CD a

М,СЧ ..

e48gzi

LA л

LA л л!

I !

LA л л

I

1

1

1

1

I

I !

I

I

1

1

1

1 !

t

I

I

1 !

I л (О ° ((()о о

СЭ й!

1 с

1

I

1

Э

1 о а о 1

1

I

1

1

l

1

1

1

1 !

I !

1

I !

t !

t

I

I

I

1 !

I !

I !

I

I

l !

I

I

1

1 .I

I

I

1 1

1 (л) 1

I t

1 I

1 ! 1

1 1

1 1

I I !

1 I

1 л—

1 I

1 "I

1 1

1 п 1

I 1

I 1

I I

1 1

I l

1 1

I. I

I 1

I О

I 1

l 1

I

1 CO 1

1 1

1 1

1 I

1

1 1

) I

I л

I I! ! О

I

1 3

1 1.Г\

1

I с

t

I

1

1 CV

I

1

I

I и т

6)

1 ГЦ

r c ,I0 (tх (- к х л эоа с() э (() 3 } о с а(=

1 о

CD т =г ф 1

S I-cp

a. oo (= )-1

О

s a а с

lY K

Э (О с с л о

s э

С."(Q

Л о о о v (О е (((=г SD

CL O

948921

Формула изобретения

БгОи/или

ВаО

Один компонент из группы:

3 -25

0,01 — 0,5

0,5 - 3,0

0,5 - 3,0

Се О >.

ZrO

ZrO

Составитель О.Самохина

Редактор И.Товтин Техред К.Мыцьо Корректор О.Билак

Заказ 5690/3 Тйраж 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская . наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r;. Ужгород, ул. Проектная, Стекло для изготовления стекло-, ристаллического цемента для изоляции элементов интегральных схем, включаю- 5 щее SiO, Al О>, TiO>, SrO и/или ВаО ,> r л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью получения согласованного спая кремнием, оно дополнительно содер;<ит один компонент из группы СеО пО, ЕгО. при следующем соотношении компонентов, вес.4:

SiO 47 — 58

А1О 15 — 22

Т10 6 -12 15

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 447380, кл. С 03 С 3/22, 1973 °

2. Авторское свидетельство СССР

N 440351, кл. С 03 С 3/22, 1972.